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操作符重载

Kotlin 允许你对数据类型的一组预定义的操作符提供自定义的实现函数. 这些操作符有预定义的表达符号(比如 +*), 以及预定义的优先顺序. 要实现这些操作符, 需要对相应的数据类型实现一个特定名称的 成员函数扩展函数, 这里的数据类型, 对于二元操作符, 是指左侧操作数的类型, 对于一元操作符, 是指唯一一个操作数的类型.

要重载操作符, 要对相应的函数使用 operator 修饰符.

interface IndexedContainer { operator fun get(index: Int) }

如果在后代类中 重载 操作符, 可以省略 operator:

class OrdersList: IndexedContainer { override fun get(index: Int) { /*...*/ } }

一元操作符

一元前缀操作符

表达式

翻译为

+a

a.unaryPlus()

-a

a.unaryMinus()

!a

a.not()

上表告诉我们说, 当编译器处理一元操作符时, 比如表达式 +a, 它将执行以下步骤:

  • 确定 a 的类型, 假设为 T.

  • 查找带有 operator 修饰符, 无参数的 unaryPlus() 函数, 而且函数的接受者类型为 T, 也就是说, T 类型的成员函数或扩展函数.

  • 如果这个函数不存在, 或者找到多个, 则认为是编译错误.

  • 如果这个函数存在, 并且返回值类型为 R, 则表达式 +a 的类型为 R.

举例来说, 我们可以这样来重载负号操作符:

data class Point(val x: Int, val y: Int) operator fun Point.unaryMinus() = Point(-x, -y) val point = Point(10, 20) fun main() { println(-point) // 打印结果为 "Point(x=-10, y=-20)" }

递增与递减操作符

表达式

翻译为

a++

a.inc() (参见下文)

a--

a.dec() (参见下文)

inc()dec() 函数必须返回一个值, 这个返回值将会赋值给使用 ++-- 操作符的对象变量. 这两个函数不应该改变调用 incdec 函数的对象的内容.

对于 后缀 形式操作符, 比如 a++, 编译器解析时将执行以下步骤:

  • 确定 a 的类型, 假设为 T.

  • 查找带有 operator 修饰符, 无参数的 inc() 函数, 而且函数的接受者类型为 T.

  • 检查函数的返回值类型是不是T 的子类型.

计算这个表达式所造成的影响是:

  • a 的初始值保存到临时变量 a0 中.

  • a0.inc() 的结果赋值给 a.

  • 返回 a0, 作为表达式的计算结果值.

对于 a--, 计算步骤完全类似.

对于 前缀 形式的操作符 ++a--a, 解析过程是一样的, 计算表达式所造成的影响是:

  • a.inc() 的结果赋值给 a.

  • 返回 a 的新值, 作为表达式的计算结果值.

二元操作符

算数操作符

表达式

翻译为

a + b

a.plus(b)

a - b

a.minus(b)

a * b

a.times(b)

a / b

a.div(b)

a % b

a.rem(b)

a..b

a.rangeTo(b)

a..<b

a.rangeUntil(b)

对于上表中的操作符, 编译器只是简单地解析 翻译为 列中的表达式.

下面是一个 Counter 类的例子, 它从一个给定的值开始计数, 可以通过 + 操作符递增:

data class Counter(val dayIndex: Int) { operator fun plus(increment: Int): Counter { return Counter(dayIndex + increment) } }

in 操作符

表达式

翻译为

a in b

b.contains(a)

a !in b

!b.contains(a)

对于 in!in 操作符, 解析过程也是一样的, 但参数顺序被反转了.

下标访问操作符

表达式

翻译为

a[i]

a.get(i)

a[i, j]

a.get(i, j)

a[i_1, ..., i_n]

a.get(i_1, ..., i_n)

a[i] = b

a.set(i, b)

a[i, j] = b

a.set(i, j, b)

a[i_1, ..., i_n] = b

a.set(i_1, ..., i_n, b)

方括号被翻译为, 使用适当个数的参数, 对 getset 函数的调用.

函数调用操作符

表达式

翻译为

a()

a.invoke()

a(i)

a.invoke(i)

a(i, j)

a.invoke(i, j)

a(i_1, ..., i_n)

a.invoke(i_1, ..., i_n)

圆括号被翻译为, 使用适当个数的参数, 调用 invoke 函数.

计算并赋值

表达式

翻译为

a += b

a.plusAssign(b)

a -= b

a.minusAssign(b)

a *= b

a.timesAssign(b)

a /= b

a.divAssign(b)

a %= b

a.remAssign(b)

对于赋值操作符, 比如 a += b, 编译器执行以下步骤:

  • 如果上表中右列的函数可用:

    • 如果对应的二元操作函数(也就是说, 对于 plusAssign() 来说, plus() 函数) 也可用, a 是一个值可变的变量, plus 的返回类型是 a 的类型的子类型, 报告错误(歧义).

    • 确认函数的返回值类型为 Unit, 否则报告错误.

    • 生成 a.plusAssign(b) 的代码.

  • 否则, 尝试生成 a = a + b 的代码(这里包括类型检查: a + b 的类型必须是 a 的子类型).

相等和不等比较操作符

表达式

翻译为

a == b

a?.equals(b) ?: (b === null)

a != b

!(a?.equals(b) ?: (b === null))

这些操作符是通过 equals(other: Any?): Boolean 函数来实现的, 可以重载这个函数, 来实现自定义的相等判断. 同名但不同参数的任何其他函数 (比如 equals(other: Foo)) 都不会被调用.

== 操作符是特殊的: 它被翻译为一个复杂的表达式, 其中包括对 null 值的处理. null == null 的判断结果永远为 true, 对于非 null 的 x, x == null 永远为 false, 并且不会调用 x.equals().

比较操作符

表达式

翻译为

a > b

a.compareTo(b) > 0

a < b

a.compareTo(b) < 0

a >= b

a.compareTo(b) >= 0

a <= b

a.compareTo(b) <= 0

所有的比较操作符都被翻译为对 compareTo 函数的调用, 这个函数的返回值必须是 Int 类型.

属性委托操作符

关于 provideDelegate, getValuesetValue 操作符函数, 请参见 委托属性.

对命名函数的中缀式调用

使用 中缀式函数调用, 你可以模拟自定义的中缀操作符.

最终更新: 2024/10/17